超大直径盾构穿越复合地层关键施工技术

超大直径盾构穿越复合地层关键施工技术xx江通道工程xx隧道工程局有限公司2014年4月28日汇报提纲工程简介管理体系施工进度项目施工关键技术一、工程简介xx江通道工程位于xx长江大桥和纬七路过江通道之间，距离xx长江大桥约5km，连接xx主城区与浦口规划新市区，是xx市城市快速路系统跨江成网的重要通道之一。xx江通道起于浦口区浦珠路转盘西侧，向东南跨越丰子河路、北岸滨江大道，北线（N线）穿越长江主航道、潜洲及夹江水道后与扬子江大道相接，南线（S线）与扬子江大道交叉并下穿后，止于江东路，和定淮门大街（xx路）连接。工程简介S线隧道工程地质纵断面图工程位置Φ14.5m衬砌厚0.6mΦ13.3m双层4车道隧道结构：双层四车道管片参数：

每环：7B+2L+1F

管片宽：2000mm

管片厚：600mm

楔形量：48mm安装方式：错缝拼装一个隧道，上下两层，四个车道，南上北下。工程概况地质复杂：隧道穿越粘土层、粉细砂、中粗砂、卵砾石层以及中风化粉砂岩地层。地质特点淤泥粉砂砂卵层粉质粘土泥岩角砾岩砂岩1468m480m580m1607mxx江通道工程盾构隧道特点工程特点435掘进距离长4135m

1开挖直径15.02m2险隧道穿越上软下硬复合地层施工风险大水压高石英含量高管片拼装精度高覆土厚度0.6D薄长大高大----盾构开挖直径达到15.02米，为目前世界上最大的泥水平衡盾构机之一；15.02m相当于5层楼高工程特点工程特点高----施工中承受的水压最高达0.74MPa，为国内之最；

复合地层岩石石英含量高达65%；

管片拼装精度高；

0.74MPaS线4135m长----盾构一次掘进距离长达(S线4135m）薄----最小覆土厚度0.6D(D为隧道直径）工程特点0.6D险----地质条件复杂，需穿越卵石层、泥岩层、砂岩层，同时沿线需穿越桩群和风井，并可能存在孤石、漂木、铁锚、沉船等不明障碍物。工程特点风井二、管理体系根据工程施工需要，中交隧道工程局有限公司组建了项目经理部，项目经理部下设“七部两室”：工程部、安质部、物资部、设备部、科技部、财务部、计合部、试验室、综合办公室。根据工程地域特点项目部下设四个工区：盾构工区、梅子洲工区、江南工区和管片预制场。机构设置机构设置三、施工进度管片预制场管片预制场：承担2070环管片和2070块口型构件施工任务，目前管片预制完成1639环，口型构件1839块。盾构工区盾构工区：盾构掘进1324m，管片共拼装662环，完成盾构段内部结构施工958m。梅子洲工区梅子洲工区：完成围护结构、水下开挖、混凝土封底施工，地下主体结构基本完成，拟进入地上风塔施工。江南工区江南工区：完成盾构接收井，连接线的明挖基坑工程基本完工。四、三施工三关键三技术汇报三大纲复合三地层三超大三直径三盾构三掘进三关键三技术管片三预制三与拼三装技三术隧道三结构三防水内部三结构三同步三施工临江三超深三圆形三深基三坑施三工复合三地层三超大三直径三盾构三掘进三关键三技术刀盘三直径:1三5m开口三率：25三.7三%固定三滚刀三：19英寸三双刃三滚刀45把（三可更三换)17英寸三双刃三滚刀6把(可更三换）可推三出式三滚刀三：面板19英寸三双刃三滚刀32把（三可更三换）外周19英寸三双刃三滚刀6把（三不可三更换三）刀具三配置砂卵层、岩层掘进状态B、硬岩工况------

滚刀冲前头、刮刀当助手A、软土工况------刮刀上前线、滚刀躲后边软土掘进状态掘进三工况刀具三配置4个常三压换三刀舱三：可常三压更三换80把主三切削三刀，三保持三软土三掘进三效率作业三人员三在刀三盘幅三条内三更换三刀具常压三更换三切削三刀近十三年来三，国三内穿三江越三河的三大直三径盾三构隧三道建三设得三到了三飞速三的发三展。大直三径、三高水三压、三长距三离是大三型越三江隧三道的三共同三特点三。长距三离掘三进对三盾构三机刀具三寿命提出三了更三高的三要求三。尤其三是在三复合三地层三中，三刀具三磨损三不可三避免三，在刀具三无法三满足三全程三掘进三寿命三要求三的现三状下，不得三不寻求三中途三更换三刀具三的技三术突三破。刀具更换三分为三常压三开舱三更换三和带三压开三舱更三换两三种方三式，三地质复杂三性、三多变三性和三周边三条件三的局三限性三，尤三其是三深水三江河三下，很难三实现三常压三条件三下开三舱更三换刀三具，三因此三带压三开舱三更换三刀具三成为三唯一三的选三择。带压开三舱分三为常三规压三缩空三气条三件下三开舱三和饱三和压三缩空三气条三件下三开舱三两种三形式三，实三践表三明后三一种三开舱三方法三具有三极大三的优三越性三。盾构三开舱三作业1、泥三膜的三形成三机理三和泥三水平三衡在压三力作三用下三，泥三水中三的悬三浮颗三粒随三着泥三水渗三入到三开挖三面土三体颗三粒空三隙中三，产三生填三充孔三隙的三阻塞三和架三桥效三应，三形成三泥膜三。压力三泥水三通过三泥膜三对挖三掘面三土体三产生三支撑三的平三衡效三果。三这种三动态三的平三衡就三叫泥三水平三衡。在盾三构掘三进中三，盾三构刀三具不三断地三切削三开挖三面土三体的三过程三，也三是泥三膜不三断地三被破三坏和三再建三立的三循环三过程三。不三同的三地质三其泥三浆配三置不三同，三泥膜三形成三时间三也各三不相三同。盾构三开舱三作业2、土三层级三配与三建膜三关系泥浆直接从土体中逸散土层三有级三配、三泥浆三要匹三配泥浆在开挖面形成稳定泥膜盾构三开舱三作业3、泥三膜类三型根据三泥浆三在土三体中三渗透三的深三度和三密封三效果三，可三分为三：泥三皮泥三膜和三渗透三泥膜三。渗透三泥膜三的建三膜速三度快三，对三泥浆三指标三变化三的敏三感度三低，三适用三于盾三构掘三进中三开挖三面的三动态三支护三。缺三点是三泥浆三滤量三大。泥皮三泥膜三的建三膜速三度慢三，密三封性三好，三对泥三浆指三标变三化的三敏感三度高三，泥三浆滤三失量三小，三一般三用于三开挖三面的三静态三支护三。缺三点是三失水三易开三裂和三剥落三。盾构三开舱三作业4、带三压作三业的三泥膜——复合三泥膜要求三：气三密性三好；滤失三量小三；三寿命三长；复合三泥膜=渗透三泥膜+泥皮三泥膜泥膜的气密性研究带压作业泥膜的状态模拟压气管排水管盾构三开舱三作业5、复三合泥三膜的三关键三技术地层级配泥浆颗粒级配界面压差1渗透三泥膜高指标泥浆界面压差2泥皮三泥膜复合泥膜盾构三开舱三作业常规三压缩三空气三开舱三作业三流程常压三区0.三61～0.三64MP三a压力三区泥水三舱人闸三舱气泡三舱常规三压缩三空气三开舱三存在三的弊三端作业三人员三呼吸三压缩三空气三，呼三吸气三体密三度增三加，三呼吸三阻力三增大三，工三作能三力下三降；三压缩三空气三中氮气三的麻三醉作三用，导三致作三业人三员风三险意三识和三判断三能力三严重三降低三，容三易出三现人三身伤三害事三故。超过三压缩三空气三开舱三技术限于6.三0b三ar的极三限。每班三次压三气作三业均三须执三行加三压和三减压三至常三压的三程序三，每三班次三的有效三工作三的时三间仅三为20～25三mi三n，减三压总三时间三大于18三0m三in，工三作效三率低三下，三极大三的影三响工三程进三度。每天三多次三执行三减压三程序三，减压三病发三病率三较高，危三害作三业人三员身三体健三康。饱和三法开三舱作三业在一三定压三力下三，人三体血三液和三组织三中溶三解的三气体三的压三力与三肺中三该气三体的三压力三相同三情况三下的三带压三作业三方式三叫饱三和法三开舱三作业穿梭舱运输穿梭舱与生活舱分离穿梭舱与盾构舱对接泥水三舱人闸三舱气压三舱地面生活舱0.56PMPa氦氧饱和气体0.三65三MP三a穿梭舱0.56MPa饱和三法开三舱作三业流三程：人工三配置三混合三气体三：(5三%三O2/三75三%三He三/三2三0%三N2)饱和三法开三舱作三业的三优点避免三了常三规带三压开三舱每三次作三业都三需要三加压三、减三压的三问题三，使三得舱三内工作三时间三大大三延长，每三班次三工作三时间三最长三可达5h，在岩三石地三层磨三损严三重、三维修三工作三量大三、维三修持三续时三间较三长时三，饱三和法三开舱三技术三能大三幅度减少三停机三换刀三作业三时间，加快工程三进度，工三作时三间比三常规三压缩三空气三进舱三提高9倍。作业三人员三呼吸三专用三的压三缩氦三氧混三合气三体，既降三低作三业人三员呼三吸阻三力，又避免三了氮三麻醉三情况三的发三生。饱和三潜水三法进三舱作三业饱和三潜水三换刀三可以三在满三足不三了掌三子面三支护三压力三的情三况下三进行三作业三，例三如泥三膜无三法形三成的三地层三或者三支护三压力三达不三到掌三子面三稳定三需要三的程三度等三情况三。另三外，三在打三捞泥三水仓三底部三遇到三的异三物等三工况三下也三可以三使用三饱和三潜水三。挖掘舱气泡舱刀盘照明三装置三预留三孔可视三系统三预留三孔冲洗三装置三预留三孔气泡三前舱三壁安三装球三阀作三为可三视系三统预三留孔可视三化刀三具检三测系三统螺杆法兰钢制外管手轮推进设计后视三系统可视三化刀三具检三测系三统前视三系统可视三化刀三具检三测系三统检测三结果刀具捕捉三维计算计算结果可视三化刀三具检三测系三统通过三对盾三构机三刀盘—驱动三部深三化设三计，三创新三研制三出刀三盘—驱动三部滑三动装三置，三运用三其功三能特三性，三使刀三盘整三体脱三离开三挖面三土体三。不三仅在三刀具三更换三过程三中，三给新三刀具三留有三足够三的余三量，三减小三刀具三安装三阻力三；而三且在三盾构三施工三中可三作为三刀盘三脱困三应急三方案三。当三刀盘三扭矩三达到三上限三时，三通过三该系三统可三减少三掌子三面土三体作三用在三刀盘三上的三扭矩三，使三盾构三机恢三复到三正常三掘进三工作三中。刀盘三伸缩刀盘三伸缩16.1m5道盾三尾密三封刷--三--三--阻隔三洞外三高压三泥水三进隧三道，尾刷三在掘三进过三程中三如有三损坏三，最内三侧两三道可以检查三和更三换。5道盾尾刷隔离1MPa水压和土压尾刷三更换管片三预制三与拼三装技三术管片三预制隧道三管片三：外径14三.5三m，内三径13三.3三m，环三宽2m，管三片厚三度0.三6m，楔三形量三为48三mm。隧三道衬三砌采三用单三层管三片，三为通三用环三楔形三管片三，每三环由10块管三片构三成。三其中三标准三块7块(B三1，B2，B3，B4，B5，B6，B7三)，邻三接块2块(L三1，L2三)，封三顶块1块(F三)。管三片环三与环三之间三用58根T3三0的纵三向斜三螺栓三相连三接，三每环三管片三块与三块间三以3根T3三6的环三向斜三螺栓三连接三，环三向斜三螺栓三共30根。模具检测钢筋笼入模

预埋件安装管片三预制骨架成型混凝土振捣养护拆模管片三预制管片起吊

管片翻身管片静停降温区管片入水池养护管片三预制序号项

目检测要求检测方法允许误差(mm)1环缝间隙每环测6点插片≤0.82纵缝间隙每条缝测4点插片-0，+23成环后内径测4条(不放衬垫)用钢卷尺±24成环后外径测4条(不放衬垫)用钢卷尺-0，+45环、纵向接缝螺栓孔不同轴度螺栓能顺利穿进安装螺栓<1.0管片三拼装管片三拼装隧道三结构三防水xx江通三道工三程隧三道防三水方三案三元乙丙橡胶断面海绵橡胶挡浆条断面隧道三防水螺栓孔防水聚醚聚氨酯密封条隧道三防水xx江通三道工三程隧三道防三水方三案隧道三防水隧道三内部三结构三施工512mm厚上层车道板车道、立柱基础口型构件（预制）排烟通道500×1200mm车道纵梁500×500mm车道立柱（间距6m）预制混凝土隔墙板逃生楼梯逃生通道隧道三内部三结构三施工隧道三内部三结构三施工临江三超深三圆形三深基三坑施三工12三00三mm地下三连续三墙，三深度62三.4三52三m墙间三接头三采用“套铣三接头”内支三撑体三系采三用一三道顶三冠梁+三道三环梁盾构三穿越三区地三连墙三采用玻璃三纤维(G三FR三P)筋替三代钢三